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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024105703
(43)【公開日】2024-08-06
(54)【発明の名称】検出装置、制御方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 7/484 20060101AFI20240730BHJP
G01S 17/931 20200101ALI20240730BHJP
【ＦＩ】
G01S7/484
G01S17/931
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024084478
(22)【出願日】2024-05-24
(62)【分割の表示】P 2023005626の分割
【原出願日】2016-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】000005016
【氏名又は名称】パイオニア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107331
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 聡延
(72)【発明者】
【氏名】阿部 義徳
(72)【発明者】
【氏名】波多野 誠
(57)【要約】
【課題】移動体の周辺の物体を好適に検出することが可能な検出装置を提供する。
【解決手段】ライダ１は、パルストリガ信号ＰＴに応じて射出光Ｌｏを照射する走査部５５と、射出光Ｌｏの戻り光Ｌｒを受光するＡＰＤ４１と、ＤＳＰ１６とを備える。ＤＳＰ１６は、車両の位置を示す現在位置情報ＩＰ等を車載機２から取得する。そして、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ等に基づいて、走査部５５が射出する射出光Ｌｏの強度及び射出頻度を制御する。
【選択図】図１２
【解決手段】ライダ１は、パルストリガ信号ＰＴに応じて射出光Ｌｏを照射する走査部５５と、射出光Ｌｏの戻り光Ｌｒを受光するＡＰＤ４１と、ＤＳＰ１６とを備える。ＤＳＰ１６は、車両の位置を示す現在位置情報ＩＰ等を車載機２から取得する。そして、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ等に基づいて、走査部５５が射出する射出光Ｌｏの強度及び射出頻度を制御する。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体に配置可能な検出装置であって、
光を射出する射出部と、
対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第１取得部と、
前記位置情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える検出装置。
光を射出する射出部と、
対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第１取得部と、
前記位置情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測定用の光パルスの射出制御技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、周辺に存在する物体との距離を測定する技術が知られている。例えば、特許文献１には、レーザ光を間欠的に発光させつつ水平方向を走査し、その反射光を受信することで、物体表面の点群を検出するライダを搭載した車載システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－８９６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ライダを利用して、周囲環境にあるランドマークを捕捉するとき、当該ランドマークが遠方にある場合など、走査角度分解能に対して走査面内に含まれるランドマークが相対的に小さい場合には、当該ランドマークに対応する計測点が過度に少なくなり、ランドマークの形状等が正しく認識できないことがある。このように、従来のライダでは、一定の光の強度により一定の走査角度分解能で光を射出させるため、周囲の物体を的確に検出できない場合があった。
【0005】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、移動体の周辺の物体を好適に検出することが可能な検出装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項に記載の発明は、移動体に配置可能な検出装置であって、光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、を備え、前記射出部は、側方に射出する前記光を、反対側の側方に射出する前記光の強度よりも高い強度で射出する、又は、側方に射出する前記光を、反対側の側方に射出する前記光の頻度よりも高い頻度で射出する。
【0007】
請求項に記載の発明は、移動体に配置可能な検出装置であって、光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、側方に射出する前記光の強度が、反対側の側方に射出する前記光の強度に対して高くなるように制御する、又は、側方に射出する前記光の頻度が、反対側の側方に射出する前記光の頻度に対して高くなるように制御する。
【0008】
請求項に記載の発明は、光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第１取得部と、を有し、移動体に配置可能な検出装置が実行する制御方法であって、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御工程を有し、前記制御工程は、前記位置情報に基づいて、側方に射出する前記光の強度が、反対側の側方に射出する前記光の強度に対して高くなるように制御する、又は、側方に射出する前記光の頻度が、反対側の側方に射出する前記光の頻度に対して高くなるように制御する。
【0009】
請求項に記載の発明は、光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第１取得部と、を有し、移動体に配置可能な検出装置のコンピュータが実行するプログラムであって、前記射出部は、射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御し、前記射出部は、前記位置情報に基づいて、側方に射出する前記光の強度が、反対側の側方に射出する前記光の強度に対して高くなるように制御する、又は、側方に射出する前記光の頻度が、反対側の側方に射出する前記光の頻度に対して高くなるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施例に係る物体検出システムの概略構成を示す。
【図2】実施例に係るライダの全体構成を示す。
【図3】トランスミッタ及びレシーバの構成を示す。
【図4】走査光学部の構成を示す。
【図5】同期制御部が生成する制御信号のレジスタ設定例を示す。
【図6】同期制御部が生成する制御信号の時間的関係を示す。
【図7】ＡＤＣ出力信号とゲートの関係を示すグラフである。
【図8】ロータリーエンコーダのパルス列の時間的関係を示す。
【図9】定常状態でのエンコーダパルスとセグメントスロットの時間関係を示す。
【図10】ＤＳＰによる信号処理のブロック図である。
【図11】第１制御モードでの３６０度の走査における射出光の射出パワー及び走査角度分解能を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。
【図12】第２制御モードでの３６０度の走査における射出光の射出パワー及び走査角度分解能を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。
【図13】第３制御モードでの３６０度の走査における射出光の射出パワー及び走査角度分解能を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。
【図14】第４制御モードでの３６０度の走査における射出光の射出パワー及び走査角度分解能を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の１つの好適な実施形態では、移動体に配置可能な検出装置であって、光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第１取得部と、前記位置情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える。
【0012】
上記検出装置は、光を射出する射出部と、対象物によって反射された光を受光する受光部と、第１取得部と、制御部とを備える。第１取得部は、移動体の位置を示す位置情報を取得する。制御部は、第１取得部が取得した位置情報に基づいて、射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する。この態様によれば、検出装置は、移動体の位置に応じて優先的に検出すべき物体を好適に検出することができる。
【0013】
上記検出装置の一態様では、検出装置は、前記移動体の移動経路に関する経路情報を取得する第２取得部を更に備え、前記制御部は、前記位置情報及び前記経路情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する。一般に、移動する経路（例えば右折する経路か左折する経路か等）ごとに優先的に検出すべき物体が存在する方向が異なる。従って、この態様によれば、検出装置は、移動体の移動経路を勘案し、検出すべき優先度が高い方向に存在する物体を好適に検出することができる。
【0014】
上記検出装置の他の一態様では、前記制御部は、前記移動体の前方と側方とで、前記光の強度及び射出の頻度が異なるように前記射出部を制御する。この態様により、検出すべき優先度が高い方向に存在する物体を好適に検出することができる。
【0015】
上記検出装置の他の一態様では、前記制御部は、前記移動体の前方が、前記移動体の側方に対し、前記光の強度が高く且つ射出の頻度が少なくなるように制御する。これにより、検出装置は、アイセーフの基準を満たしつつ、移動体の前方の障害物等を早期に検出することができる。
【0016】
上記検出装置の他の一態様では、前記制御部は、前記移動体の側方に歩道が存在する場合に、前記歩道が存在する側の側方の前記光の強度が、反対側の側方に対して高くなるように制御する。この態様により、検出装置は、運転時に特に注意が必要である歩道側に存在する物体（例えば歩行者等）を好適に検知することができる。
【0017】
上記検出装置の他の一態様では、前記制御部は、前記移動体の側方に歩道が存在する場合に、前記歩道が存在する側の側方の前記光が射出される頻度が、反対側の側方に対して高くなるように制御する。この態様により、運転時に特に注意が必要である歩道側に存在する物体（例えば歩行者等）を好適に検知することができる。また、この態様により、検出装置は、キロポストや看板などの細い形状を有する地物等についても好適に検知することができる。
【0018】
上記検出装置の他の一態様では、前記制御部は、前記移動体が右折をするときには、前記移動体の前方右側が、他方に対して、前記光の強度が高く、且つ、前記光が射出される頻度が少なくなるように制御する。この態様により、検出装置は、移動体の右折時において、例えば当該右折地点に向かって高速に走行している対向車についても早期に検出することができる。
【0019】
上記検出装置の他の一態様では、前記制御部は、前記移動体が左折をするときには、前記移動体の左側方が、他方に対し、前記光の強度が弱く且つ前記光が射出される頻度が多くなるように制御する。この態様により、検出装置は、移動体の左折時に巻き込む可能性がある歩行者や二輪車などを的確に検出することができる。
【0020】
本発明の他の好適な実施形態では、移動体に配置可能な検出装置であって、光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、前記移動体の前方における前記射出部が射出する光の強度が、前記移動体の側方における前記射出部が射出する光の強度よりも高く、且つ、前記前方における前記射出部の射出頻度が、前記側方における射出頻度よりも少なくなるように、前記射出部を制御する制御部と、を備える。この態様によれば、検出装置は、アイセーフの基準を満たしつつ、移動体の前方の障害物等を早期に検出することができる。
【0021】
本発明の他の好適な実施形態では、光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、を有し、移動体に配置可能な検出装置が実行する制御方法であって、前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第１取得工程と、前記位置情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御工程と、を有する。検出装置は、この制御方法を実行することで、移動体の位置に応じて優先的に検出すべき物体を好適に検出することができる。
【0022】
本発明の他の好適な実施形態では、光を射出する射出部と、対象物によって反射された前記光を受光する受光部と、を有し、移動体に配置可能な検出装置のコンピュータが実行するプログラムであって、前記移動体の位置を示す位置情報を取得する第１取得部と、前記位置情報に基づいて、前記射出部が射出する光の強度及び射出の頻度の少なくとも一方を制御する制御部として前記コンピュータを機能させる。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記の検出装置を実現することができる。このプログラムは、記憶媒体に記憶して取り扱うことができる。
【実施例0023】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
【0024】
［物体検出システムの概要］
図１は、本実施例に係る物体検出システムの概略構成である。物体検出システムは、車両と共に移動するライダ（Ｌｉｄａｒ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、または、Ｌａｓｅｒ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）１と、ライダ１と通信可能な車載機２とを有する。
図１は、本実施例に係る物体検出システムの概略構成である。物体検出システムは、車両と共に移動するライダ（Ｌｉｄａｒ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、または、Ｌａｓｅｒ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）１と、ライダ１と通信可能な車載機２とを有する。
【0025】
ライダ１は、水平方向および垂直方向の所定の角度範囲に対してパルスレーザを射出することで、外界に存在する物体までの距離を離散的に測定し、当該物体の位置を示す３次元の点群情報を生成し、車載機２へ供給する。本実施例では、ライダ１は、車載機２から現在位置情報、地図情報、及び経路情報を受信することで、パルスレーザの射出パワー及び射出間隔（即ち射出頻度又は走査角度分解能）を方向ごとに変化させる。ライダ１は、本発明における「検出装置」の一例である。
【0026】
車載機２は、ライダ１が出力する点群情報に基づき、車両周辺の物体を検出し、運転支援（自動運転も含む）のための車両の制御を行ったり、所定の表示や音声出力等を行ったりする。本実施例では、車載機２は、現在位置情報「ＩＰ」、地図情報「ＩＭ」及び経路情報「ＩＲ」をライダ１へ供給する。ここで、車載機２は、ＧＰＳ受信機等が出力する位置情報を現在位置情報ＩＰとしてライダ１へ送信してもよく、ライダ１又は他の外界センサの出力を用いた公知の自己位置推定処理により推定した位置情報を現在位置情報ＩＰとしてライダ１へ送信してもよい。また、車載機２は、例えば、地図データベースから抽出した現在位置周辺の地図情報を地図情報ＩＭとしてライダ１へ送信する。また、車載機２は、設定された目的地への経路に関する情報を、経路情報ＩＲとしてライダ１へ送信する。
【0027】
なお、図１の構成は一例であり、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。例えば、ライダ１は、車載機１から地図情報ＩＭを受信する態様に代えて、地図データベースを記憶する図示しないサーバ装置からネットワークを介して地図情報ＩＭを受信してもよい。他の例では、車載機１から現在位置情報ＩＰを受信する態様に代えて、ライダ１は、ＧＰＳ受信機等を備えることで現在位置情報ＩＰを自ら生成してもよく、ライダ１が生成する点群情報等に基づき自己位置推定を行うことで現在位置情報ＩＰを生成してもよい。
【0028】
また、ここでの経路情報ＩＲは、典型的には、車載機２によって設定された目的地への経路に関する情報であるが、これに限られるものではない。例えば、車載機２の利用者によって設定されたもの以外に、車両が今後進むであろうと予測される進路（走行軌跡）を示す情報であっても良い。
【0029】
［ライダの基本構成］
まず、実施例に係るライダの基本的な構成について説明する。
まず、実施例に係るライダの基本的な構成について説明する。
【0030】
（１）全体構成
図２は、実施例に係るライダの全体構成を示す。ライダ１は、繰り返し射出される光パルスの射出方向（以下、「走査方向」という。）を適切に制御することにより周辺空間を走査し、その戻り光を観測することにより、周辺に存在する物体に関する情報（例えば距離やその存在確率あるいは反射率など）を把握する。具体的に、ライダ１は、光パルス（以下、「射出光Ｌｏ」と呼ぶ。）を射出し、外部の物体（ターゲット）により反射された光パルス（以下、「戻り光Ｌｒ」と呼ぶ。）を受光することにより、物体に関する情報を生成する。
図２は、実施例に係るライダの全体構成を示す。ライダ１は、繰り返し射出される光パルスの射出方向（以下、「走査方向」という。）を適切に制御することにより周辺空間を走査し、その戻り光を観測することにより、周辺に存在する物体に関する情報（例えば距離やその存在確率あるいは反射率など）を把握する。具体的に、ライダ１は、光パルス（以下、「射出光Ｌｏ」と呼ぶ。）を射出し、外部の物体（ターゲット）により反射された光パルス（以下、「戻り光Ｌｒ」と呼ぶ。）を受光することにより、物体に関する情報を生成する。
【0031】
図２に示すように、ライダ１は、大別して、システムＣＰＵ５と、ＡＳＩＣ１０と、トランスミッタ３０と、レシーバ４０と、走査光学部５０とを備える。トランスミッタ３０は、ＡＳＩＣ１０から供給されるパルストリガ信号ＰＴに応じて幅５ｎｓｅｃ程度のレーザ光パルスを繰り返し出力する。トランスミッタ３０から出力された光パルスは走査光学部５０に導かれる。
【0032】
走査光学部５０は、トランスミッタ３０が出力する光パルスを、適切な方向に射出するとともに、この射出光が空間中の物体に出会って反射あるいは散乱されることにより戻ってきた戻り光Ｌｒを集光してレシーバ４０に導く。走査光学部５０は、本発明における「射出部」の一例である。レシーバ４０は、戻り光Ｌｒの強度に比例した信号をＡＳＩＣ１０に出力する。レシーバ４０は、本発明における「受光部」の一例である。
【0033】
ＡＳＩＣ１０は、レシーバ４０の出力信号を解析することにより、走査空間中の物体に関するパラメータ、例えばその距離を推測して出力する。また、ＡＳＩＣ１０は、適切な走査がなされるように、走査光学部５０を制御する。更にＡＳＩＣ１０はトランスミッタ３０とレシーバ４０に対して夫々が必要とする高電圧を供給する。
システムＣＰＵ５は、少なくとも、通信インターフェースを通じてＡＳＩＣ１０の初期設定、監視、制御を行う。その他の機能は、アプリケーションに応じて異なる。最も単純なライダの場合には、システムＣＰＵ５は、ＡＳＩＣ１０が出力するターゲット情報ＴＩを適切なフォーマットに変換して出力するのみである。システムＣＰＵ５は、例えば、ターゲット情報ＴＩを汎用性の高い点群フォーマットに変換した後、ＵＳＢインターフェースを通じて出力する。
システムＣＰＵ５は、少なくとも、通信インターフェースを通じてＡＳＩＣ１０の初期設定、監視、制御を行う。その他の機能は、アプリケーションに応じて異なる。最も単純なライダの場合には、システムＣＰＵ５は、ＡＳＩＣ１０が出力するターゲット情報ＴＩを適切なフォーマットに変換して出力するのみである。システムＣＰＵ５は、例えば、ターゲット情報ＴＩを汎用性の高い点群フォーマットに変換した後、ＵＳＢインターフェースを通じて出力する。
【0034】
（２）トランスミッタ
トランスミッタ３０は、ＡＳＩＣ１０から供給されるパルストリガ信号ＰＴに応じて、幅５ｎｓｅｃ程度の光パルスを出力する。トランスミッタ３０の構成を図３（Ａ）に示す。トランスミッタ３０は、充電抵抗３１と、ドライバ回路３２と、キャパシタ３３と、充電ダイオード３４と、レーザダイオード（ＬＤ）３５と、ＣＭＯＳスイッチ３６とを備える。
トランスミッタ３０は、ＡＳＩＣ１０から供給されるパルストリガ信号ＰＴに応じて、幅５ｎｓｅｃ程度の光パルスを出力する。トランスミッタ３０の構成を図３（Ａ）に示す。トランスミッタ３０は、充電抵抗３１と、ドライバ回路３２と、キャパシタ３３と、充電ダイオード３４と、レーザダイオード（ＬＤ）３５と、ＣＭＯＳスイッチ３６とを備える。
【0035】
ＡＳＩＣ１０から入力されるパルストリガ信号ＰＴは、ドライバ回路３２を介してＣＭＯＳなどのスイッチ３６を駆動する。ドライバ回路３２は、スイッチ３６を高速駆動するために挿入されている。パルストリガ信号ＰＴの非アサート期間ではスイッチ３６は開いており、トランスミッタ３０内のキャパシタ３３がＡＳＩＣ１０から供給される高電圧「ＶＴＸ」で充電される。一方、パルストリガ信号ＰＴのアサート期間では、スイッチ３６は閉じ、キャパシタ３３に充電されていた電荷がＬＤ３５を通じて放電される。この結果、ＬＤ３５から光パルスが出力される。
【0036】
（３）レシーバ
レシーバ４０は、物体からの戻り光Ｌｒの強度に比例した電圧信号を出力する。一般的に、ＰＤあるいはＡＰＤなどの光検出素子は電流出力であるため、レシーバ４０はこの電流を電圧に変換（Ｉ／Ｖ変換）して出力する。レシーバ４０の構成を図３（Ｂ）に示す。レシーバ４０は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）４１と、Ｉ／Ｖ変換部４２と、抵抗４５と、キャパシタ４６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４７とを備える。Ｉ／Ｖ変換部４２は、帰還抵抗４３と、オペアンプ４４とを備える。
レシーバ４０は、物体からの戻り光Ｌｒの強度に比例した電圧信号を出力する。一般的に、ＰＤあるいはＡＰＤなどの光検出素子は電流出力であるため、レシーバ４０はこの電流を電圧に変換（Ｉ／Ｖ変換）して出力する。レシーバ４０の構成を図３（Ｂ）に示す。レシーバ４０は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）４１と、Ｉ／Ｖ変換部４２と、抵抗４５と、キャパシタ４６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４７とを備える。Ｉ／Ｖ変換部４２は、帰還抵抗４３と、オペアンプ４４とを備える。
【0037】
本実施例では、光検出素子としてＡＰＤ４１が使用されている。ＡＰＤ４１には、ＡＳＩＣ１０から供給される高電圧「ＶＲＸ」が逆バイアスとして印加されており、物体からの戻り光Ｌｒに比例した検出電流が流れる。ＡＰＤ４１の降伏電圧に近い逆バイアスを印加することにより、高いアバランチゲインを得ることができ、微弱な戻り光も検出することが可能となる。最終段のＬＰＦ４７は、ＡＳＩＣ１０内のＡＤＣ２０によるサンプリングに先立って、信号の帯域幅を制限する目的で設置されている。本実施例では、ＡＤＣ２０のサンプリング周波数は５１２ＭＨｚであり、ＬＰＦ４７の遮断周波数は２５０ＭＨｚ程度となっている。
【0038】
（４）走査光学部
走査光学部５０は、トランスミッタ３０から入力される光パルスを射出光Ｌｏとして適切な方向に射出するとともに、この射出光Ｌｏが空間中の物体に出会って反射あるいは散乱されることにより戻ってきた戻り光Ｌｒをレシーバ４０に導く。走査光学部５０の構成例を図４に示す。走査光学部５０は、回転ミラー６１と、コリメータレンズ６２と、集光レンズ６４と、光学フィルタ６５と、同軸ミラー６６と、ロータリーエンコーダ６７とを備える。
走査光学部５０は、トランスミッタ３０から入力される光パルスを射出光Ｌｏとして適切な方向に射出するとともに、この射出光Ｌｏが空間中の物体に出会って反射あるいは散乱されることにより戻ってきた戻り光Ｌｒをレシーバ４０に導く。走査光学部５０の構成例を図４に示す。走査光学部５０は、回転ミラー６１と、コリメータレンズ６２と、集光レンズ６４と、光学フィルタ６５と、同軸ミラー６６と、ロータリーエンコーダ６７とを備える。
【0039】
トランスミッタ３０のＬＤ３５から出力された光パルスは、コリメータレンズ６２に入射する。コリメータレンズ６２は、レーザ光を適切な発散角度に（一般的には０～１°程度に）コリメートする。コリメータレンズ６２からの射出光は小型の同軸ミラー６６により鉛直下方に反射され、回転ミラー６１の回転軸（中心）に入射する。回転ミラー６１は、鉛直上方より入射するレーザ光を水平方向に反射して、走査空間に射出する。回転ミラー６１はモータ５４の回転部に取り付けられており、回転ミラー６１によって反射されたレーザ光はモータ５４の回転に伴って射出光Ｌｏとして水平平面を走査する。
【0040】
走査空間に存在する物体により反射あるいは散乱されることでライダ１に戻ってきた戻り光Ｌｒは、回転ミラー６１により鉛直上方向に反射され、光学フィルタ６５に入射する。光学フィルタ６５には、戻り光Ｌｒに加えて、物体が太陽等により照らされていることによって生じる背景光も入射する。光学フィルタ６５は、こうした背景光を選択的に排除するために設置されている。具体的には、光学フィルタ６５は、射出光Ｌｏの波長（本実施例では９０５ｎｍ）の前後±１０ｎｍ程度の成分のみを選択的に通過せしめる。光学フィルタ６５の通過帯域が広い場合には、多くの背景光が後続段のレシーバ４０に入光することになる。この結果、レシーバ４０内のＡＰＤ４１の出力には大きなＤＣ電流成分が現れることとなり、このＤＣ成分に起因するショット雑音（背景光ショット雑音）の影響によりＳＮが劣化することとなり、好ましくない。しかしながら、通過帯域が過度に狭い場合には、射出光自体も抑圧されることになり、好ましくない。集光レンズ６４は、光学フィルタ６５を通過した光を集光して、レシーバ４０のＡＰＤ４１へと導く。
【0041】
モータ５４には、走査方向を検出するために、ロータリーエンコーダ６７が取り付けられている。ロータリーエンコーダ６７は、モータ回転部に取り付けられた回転盤６８と、モータベースに取り付けられたコード検出器６９とを備える。回転盤６８の外周にはモータ５４の回転角度を表すスリットが刻まれており、コード検出器６９はこれを読み取り出力する。なお、ロータリーエンコーダ６７の具体的仕様、及びその出力に基づくモータ制御については、後述する。
【0042】
以上の構成では、コリメータレンズ６２が図２に示す送信光学系５１を構成し、回転ミラー６１とモータ５４が図２に示す走査部５５を構成し、光学フィルタ６５と集光レンズ６４が図２に示す受信光学系５２を構成し、ロータリーエンコーダ６７が図２における走査方向検出部５３を構成している。
【0043】
（５）ＡＳＩＣ
ＡＳＩＣ１０は、射出光パルスのタイミング制御、ＡＰＤ出力信号のＡＤ変換などを行う。また、ＡＳＩＣ１０は、ＡＤ変換出力に対して適切な信号処理を施すことにより、物体に関するパラメータ（距離、戻り光強度など）の推定を行い、その推定結果を外部に出力する。図２に示すように、ＡＳＩＣ１０は、レジスタ部１１と、クロック生成部１２と、同期制御部１３と、ゲート抽出部１４と、受信セグメントメモリ１５と、ＤＳＰ１６と、トランスミッタ用高電圧生成部（ＴＸＨＶ）１７と、レシーバ用高電圧生成部（ＲＸＨＶ）１８と、プリアンプ１９と、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２０と、走査制御部２１とを備える。
ＡＳＩＣ１０は、射出光パルスのタイミング制御、ＡＰＤ出力信号のＡＤ変換などを行う。また、ＡＳＩＣ１０は、ＡＤ変換出力に対して適切な信号処理を施すことにより、物体に関するパラメータ（距離、戻り光強度など）の推定を行い、その推定結果を外部に出力する。図２に示すように、ＡＳＩＣ１０は、レジスタ部１１と、クロック生成部１２と、同期制御部１３と、ゲート抽出部１４と、受信セグメントメモリ１５と、ＤＳＰ１６と、トランスミッタ用高電圧生成部（ＴＸＨＶ）１７と、レシーバ用高電圧生成部（ＲＸＨＶ）１８と、プリアンプ１９と、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２０と、走査制御部２１とを備える。
【0044】
レジスタ部１１には、外部プロセッサであるシステムＣＰＵ５との通信用のレジスタが配置されている。レジスタ部１１に設けられるレジスタは、外部からの参照のみが可能なＲレジスタと、外部から設定が可能なＷレジスタとに大別される。Ｒレジスタは、主にＡＳＩＣ内部のステイタス値を保持しており、システムＣＰＵ５はこれらの値を通信インターフェースを通じて読み取ることで、ＡＳＩＣ１０の内部ステイタスを監視できる。一方、Ｗレジスタは、ＡＳＩＣ１０の内部で参照される各種パラメータ値を保持する。これらの各種パラメータ値は、通信インターフェースを通じてシステムＣＰＵ５から設定できる。なお、通信用レジスタは、フリップフロップにより実現してもよく、ＲＡＭとして実現してもよい。
【0045】
クロック生成部１２は、システムクロック「ＳＣＫ」を生成し、ＡＳＩＣ１０内の各ブロックに供給する。ＡＳＩＣ１０の多くのブロックは、システムクロックＳＣＫに同期して動作する。本実施例ではシステムクロックＳＣＫの周波数は５１２ＭＨｚとする。システムクロックＳＣＫは、外部より入力されるリファレンスクロック「ＲＣＫ」に同期するように、ＰＬＬで生成される。通常、リファレンスクロックＲＣＫの発生源には水晶発振器が用いられる。
【0046】
ＴＸＨＶ１７は、トランスミッタ３０が必要とする高電圧ＶＴＸを生成する。この高電圧は、ＤＣＤＣコンバータ回路によって、低電圧を昇圧することによって生成される。後述するように、ＴＸＨＶ１７は、ＤＳＰ１６から供給される制御信号「Ｃｔ」に基づき生成する高電圧ＶＴＸを変化させ、トランスミッタ３０内のＬＤ３５への印加電圧を調整する。
【0047】
ＲＸＨＶ１８は、レシーバ４０が必要とするＤＣ高電圧（１００Ｖ程度）を生成する。この高電圧は、ＤＣＤＣコンバータ回路によって、低電圧（５Ｖ～１５Ｖ程度）を昇圧することによって生成される。
【0048】
同期制御部１３は、各種の制御信号を生成し出力する。本実施例における同期制御部１３は、２つの制御信号、即ち、パルストリガ信号ＰＴとＡＤゲート信号ＧＴを出力する。これらの制御信号の設定例を図５に示し、それらの時間的関係を図６に示す。図６に示すように、これらの制御信号は所定の間隔で分割された時間区間（セグメントスロット）に同期して生成される。セグメントスロットの時間区間幅（セグメント周期）は「ｎＳｅｇ」で設定可能である。ここで、セグメント周期ｎＳｅｇが長いほど、射出光Ｌｏの３６０度の走査におけるセグメントスロットの数が少なくなり、射出光Ｌｏの射出間隔が粗くなる。一方、セグメント周期ｎＳｅｇが短いほど、射出光Ｌｏの３６０度の走査におけるセグメントスロットの数が多くなり、射出光Ｌｏの射出間隔が密になる。
【0049】
パルストリガ信号ＰＴは、ＡＳＩＣ１０の外部に設けられたトランスミッタ３０に供給される。トランスミッタ３０は、パルストリガ信号ＰＴに応じて光パルスを出力する。パルストリガ信号ＰＴについては、セグメントスロット始点に対する遅延「ｄＴｒｇ」とパルス幅「ｗＴｒｇ」を設定可能である。なお、パルス幅ｗＴｒｇは、狭すぎるとトランスミッタ３０が反応しないため、トランスミッタ３０のトリガ応答仕様に鑑みて決定される。
【0050】
ＡＤゲート信号ＧＴは、ゲート抽出部１４に供給される。後述するように、ゲート抽出部１４は、ＡＤＣ２０から入力されるＡＤＣ出力信号のうち、ＡＤゲート信号ＧＴのアサート区間のみを抽出して受信セグメントメモリ１５に格納する。ＡＤゲート信号ＧＴについては、セグメントスロット始点に対する遅延時間「ｄＧａｔｅ」とゲート幅「ｗＧａｔｅ」を設定可能である。ここで、ゲート幅ｗＧａｔｅが長いほど、ライダ１の最大測距距離（測距限界距離）が長くなる。
【0051】
また、本実施例では、同期制御部１３は、ＤＳＰ１６から供給される制御信号「Ｃｓ」に基づき、セグメント周期ｎＳｅｇを変更する。具体的には、同期制御部１３は、制御信号Ｃｓに基づき、射出光Ｌｏを密に射出する走査方向では、セグメント周期ｎＳｅｇを通常の周期（例えばｎＳｅｇ＝８１９２）よりも短く設定し、射出光Ｌｏを粗く射出する走査方向では、セグメント周期ｎＳｅｇを通常の周期よりも長く設定する。また、同期制御部１３は、これに加え、射出光Ｌｏの射出パワーを強くする走査方向では、ゲート幅ｗＧａｔｅを通常幅（例えばｗＧａｔｅ＝１０２４）より長く設定することで、ライダ１の最大測距距離を長くし、射出光Ｌｏの射出パワーを弱くする走査方向では、ゲート幅ｗＧａｔｅを通常幅より短く設定することで、ライダ１の最大測距距離を短くしてもよい。
【0052】
プリアンプ１９は、ＡＳＩＣ１０の外部に設置されたレシーバ４０から入力されるアナログ電圧信号を電圧増幅し、後続のＡＤＣ２０に供給する。なお、プリアンプ１９の電圧ゲインはＷレジスタにより設定可能である。
【0053】
ＡＤＣ２０は、プリアンプ１９の出力信号をＡＤ変換してデジタル系列に変換する。本実施例においては、ＡＤＣ２０のサンプリングクロックとしてシステムクロックＳＣＫが使用されており、ＡＤＣ２０の入力信号は５１２ＭＨｚでサンプリングされる。
【0054】
ゲート抽出部１４は、ＡＤＣ２０から入力されるＡＤＣ出力信号のうち、ＡＤゲート信号ＧＴのアサート区間のみを抽出して受信セグメントメモリ１５に格納する。ゲート抽出部１４により抽出された区間信号を以下「受信セグメント信号ＲＳ」と呼ぶ。即ち、受信セグメント信号ＲＳは、ベクター長がゲート幅ｗＧａｔｅに等しい実数ベクトルである。
【0055】
ここで、ＡＤＣ出力信号と受信セグメントとの関係、及びゲート位置の設定について説明する。図７（Ａ）はセグメントスロットを示している。図７（Ｂ）に示すように、パルストリガ信号ＰＴはセグメントスロット始点に対してｄＴｒｇだけ遅れてアサートされる。図７の例では「ｄＴｒｇ＝０」であるので、パルストリガ信号ＰＴはセグメントスロット始点でアサートされる。図７（Ｃ）は、ライダの走査原点に物体が置かれている場合のＡＤＣ出力信号（受信セグメント信号ＲＳ）を示している。即ち、図７（Ｃ）は、ターゲット距離（動径Ｒ）が０ｍの場合の受信セグメント信号ＲＳを例示している。図示のように、Ｒ＝０ｍの場合であっても、受信パルスの立ち上がりは、パルストリガ信号の立ち上がりよりシステム遅延ＤＳＹＳだけ遅れて観測される。なお、システム遅延ＤＳＹＳの発生要因としては、トランスミッタ３０内のＬＤドライバ回路の電気的遅延、送信光学系５１での光学的遅延、受信光学系５２での光学的遅延、レシーバ４０での電気的遅延、ＡＤＣ２０での変換遅延などが考えられる。
【0056】
図７（Ｄ）は、物体が動径Ｒに置かれている場合の受信セグメント信号ＲＳを例示している。この場合には、図７（Ｃ）と比べて、走査原点から物体までの光の往復時間だけ、遅延が増加することになる。この増加した遅延が、いわゆる「ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）遅延」である。このＴＯＦ遅延をＤサンプルとするならば、動径Ｒは下記の式で算出できる。
【0057】
【数1】
【0058】
【数2】
【0059】
なお、図７の例に代えて、ゲート遅延ｄＧａｔｅがシステム遅延時間に等しく設定されてもよい。このように設定することで、より遠い距離の物体まで、正当なパラメータ推定が可能となる。
【0060】
走査制御部２１は、ＡＳＩＣ１０の外部に設置されたロータリーエンコーダ６７の出力を監視し、これに基づいてモータ５４の回転を制御する。具体的には、走査制御部２１は、走査光学部５０のロータリーエンコーダ６７（走査方向検出部５３）から出力される走査方向情報「ＳＤＩ」に基づいて、トルク制御信号「ＴＣ」をモータ５４に供給する。本実施例におけるロータリーエンコーダ６７は、Ａ相とＺ相の２つのパルス列（以下、「エンコーダパルス」と呼ぶ。）を出力する。両パルス列の時間関係を図８（Ａ）に示す。図示のように、Ａ相については、モータ５４の回転１°毎に１パルスが生成出力される。従って、モータ５４の１回転毎に３６０のＡ相エンコーダパルスが生成出力されることになる。一方、Ｚ相については、モータ５４の１回転につき１パルスが、所定の回転角に対応して、生成出力される。
【0061】
走査制御部２１は、エンコーダパルスの立ち上がり時刻をシステムクロックＳＣＫのカウンタ値として計測し、これが所望の値となるようにモータ５４のトルクを制御する。即ち、走査制御部２１は、エンコーダパルスとセグメントスロットが所望の時間関係となるようにモータ５４をＰＬＬ制御する。
【0062】
エンコーダパルスとセグメントスロットの時間関係は、図８（Ｂ）に示されるＷレジスタによって設定可能となっている。「ｎＰｐｒ」には、モータ回転毎のＡ相エンコーダパルス数が設定される。これは、ロータリーエンコーダ６７の仕様で決まる値であり、本実施例では前述の３６０が設定される。「ｎＲｐｆ」はフレーム毎の回転数を与えるものであり、「ｎＳｐｆ」はフレーム毎のセグメント数を与えるものである。また、「ｄＳｍｐＡ」、「ｄＳｍｐＺ」は、エンコーダパルスの立ち上がりとセグメントスロットとの時間関係をサンプルクロック単位で調整するために用意されており、エンコーダパルスのセグメントスロット始点に対する遅延を規定することができる。一方、「ｄＳｅｇＺ」は、Ｚ相パルスの立ち上がりとフレームとの時間関係をセグメント単位で調整するために用意されている。
【0063】
定常状態でのエンコーダパルスとセグメントスロットの時間関係を図９に示す。図示のように、デフォルト設定においては、１フレームは１８００のセグメントから構成され、１フレームでモータ５４は１回転することになる。
【0064】
（６）ＤＳＰ
まず、ＤＳＰ１６が受信セグメントメモリ１５から受信セグメント「ｙｆｒｍ，ｓｅｇ」を読み出して実行する処理について説明する。ここで、「ｆｒｍ」はフレームインデックス、「ｓｅｇ」はセグメントインデックスである。以下、誤解の恐れのない範囲でこれらインデックスの表記を省略する。
まず、ＤＳＰ１６が受信セグメントメモリ１５から受信セグメント「ｙｆｒｍ，ｓｅｇ」を読み出して実行する処理について説明する。ここで、「ｆｒｍ」はフレームインデックス、「ｓｅｇ」はセグメントインデックスである。以下、誤解の恐れのない範囲でこれらインデックスの表記を省略する。
【0065】
図１０（Ａ）は、ＤＳＰ１６の行う信号処理のブロックダイアグラムを示す。図示のように、ＤＳＰ１６は、受信フィルタ７１と、ピーク検出器７２と、判定部７３と、フォーマッタ７４とを備える。ＤＳＰ１６は、受信セグメントメモリ１５から受信セグメントｙを順次的に読み出して、これに対して処理を行う。受信セグメントｙはベクター長ｗＧａｔｅの実数ベクトルであり、次式で表される。
【0066】
【数3】
【0067】
受信フィルタ部７１は、受信セグメントｙに対して、所定のインパルス応答ｈを畳み込んで（巡回畳みこみ）、フィルタードセグメントｚを算出する。受信フィルタ部７１のインパルス応答はＷレジスタで設定可能であり、フィルタ出力でのＳＮＲが大きくなるように予めシステムＣＰＵ５によって設定される。
【0068】
例えば、フィルタインパルス応答ｈは、次式を満たすように設定される。このように設定することで、雑音が白色である場合で、かつシステム総合インパルス応答がｗＧａｔｅに対して有意に短い場合には、オプティマルな性能（高ＳＮＲ）を実現できる。
【0069】
【数4】
【0070】
ピーク検出部７２は、フィルタードセグメント内で振幅が最大となる点、即ち、ピーク点をサブサンプル精度で検出し、当該ピーク点の遅延Ｄと振幅Ａを出力する。判定部７３は、ピーク検出部７２から出力されるピーク点情報Ｄ，Ａ（遅延Ｄ，振幅Ａ）に基づいて、当該検出点に物体が存在するか否かの判定を行う。この判定は、ピーク点の振幅Ａと判定閾値ｔＤｅｃとを比較することによって行われる。具体的には、判定部７３は、Ａ＞ｔＤｅｃの場合に「物体が存在する」と判定し、当該ピーク点情報を出力する。一方、判定部７３は、Ａ≦ｔＤｅｃの場合は「物体が存在しない」と判定し、当該ピーク点情報を出力しない。フォーマッタ７４は、判定部７３から出力されるピーク点情報Ｄ，Ａと当該ピーク点に対応する走査情報（フレームインデックスｆｒｍ、セグメントインデックスｓｅｇ）をユーザー（上位システム）が使いやすい形式に変換する。
【0071】
なお、受信フィルタ７１の巡回畳み込み演算は、ＤＦＴを用いて周波数領域で実現されてもよい。こうすることで、演算量を大幅に削減できる。この場合、インパルス応答ｈをＷレジスタで設定可能とする代わりに、インパルス応答ｈを予めＤＦＴ演算して周波数応答Ｈを求めて、周波数応答Ｈを設定可能にしておくとよい。図１０（Ｂ）は、受信フィルタ７１の巡回畳み込み演算を、ＤＦＴを用いて周波数領域で実現した場合のＤＳＰ１６の行う信号処理のブロックダイアグラムを示す。
【0072】
また、ＤＳＰ１６は、射出光Ｌｏの走査方向に応じ、射出光Ｌｏの射出パワー及び射出間隔（即ち走査角度分解能）を調整する制御（単に「射出制御」とも呼ぶ。）を行う。この場合、ＤＳＰ１６は、制御信号Ｃｔ、Ｃｓを用いて射出制御を行う。
【0073】
具体的には、まず、ＤＳＰ１６は、走査方向検出部５３から受信する走査方向情報ＳＤＩに基づき走査方向を検出する。そして、ＤＳＰ１６は、検出した走査方向に応じ、ＴＸＨＶ１７が生成する高電圧ＶＴＸを調整するための制御信号ＣｔをＴＸＨＶ１７に供給することで、ＬＤ３５の射出パワーを調整する。さらに、ＤＳＰ１６は、検出した走査方向に応じ、セグメント周期ｎＳｅｇを調整するための制御信号Ｃｓを同期制御部１３に供給することで、射出間隔を調整する。この場合、例えば、ＤＳＰ１６は、走査方向ごとに設定すべき高電圧ＶＴＸ及びセグメント周期ｎＳｅｇの組み合わせを示すテーブル等を予めＷレジスタ等に記憶しておき、当該テーブルを参照することで、検出した走査方向に応じて制御信号Ｃｔ、Ｃｓを生成する。なお、走査方向ごとの具体的な射出光Ｌｏの射出パワー及び射出間隔の設定については次のセクションで説明する。なお、ＤＳＰ１６は、本発明における「第１取得部」、「第２取得部」、「制御部」及び本発明におけるプログラムを実行するコンピュータの一例である。
【0074】
［走査方向に応じた射出パワー及び射出間隔の設定］
次に、走査方向に応じた射出パワー及び射出間隔の設定例について説明する。ＤＳ１６は、車両の通常走行時においては、全方位に対し均一に（同一の強度・頻度で）光を射出する制御モード（「通常モード」とも呼ぶ）を実行する。本実施例においては、ＤＳＰ１６は、通常モードに変えて、以下の第１～第４制御モードを実施するようにしても良い。
以下に、射出パワー及び射出間隔の設定例について、それぞれ説明する。
次に、走査方向に応じた射出パワー及び射出間隔の設定例について説明する。ＤＳ１６は、車両の通常走行時においては、全方位に対し均一に（同一の強度・頻度で）光を射出する制御モード（「通常モード」とも呼ぶ）を実行する。本実施例においては、ＤＳＰ１６は、通常モードに変えて、以下の第１～第４制御モードを実施するようにしても良い。
以下に、射出パワー及び射出間隔の設定例について、それぞれ説明する。
【0075】
（１）第１制御モードでの設定
図１１は、第１制御モードでの３６０度の走査における射出光Ｌｏの射出パワー及び射出間隔を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。図１１では、破線矢印の長さは射出パワーを示し、破線矢印の間隔は射出光Ｌｏの射出間隔（射出頻度）を示している。なお、図１１に示す破線矢印の長さは、射出光Ｌｏが実際に到達する範囲を示すものではなく、かつ、破線矢印の数は、３６０度の走査において実際に射出される射出光Ｌｏの数とは一致しない。
図１１は、第１制御モードでの３６０度の走査における射出光Ｌｏの射出パワー及び射出間隔を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。図１１では、破線矢印の長さは射出パワーを示し、破線矢印の間隔は射出光Ｌｏの射出間隔（射出頻度）を示している。なお、図１１に示す破線矢印の長さは、射出光Ｌｏが実際に到達する範囲を示すものではなく、かつ、破線矢印の数は、３６０度の走査において実際に射出される射出光Ｌｏの数とは一致しない。
【0076】
図１１に示すように、ＤＳＰ１６は、第１制御モードでは、車両の前方方向（図１１では進行方向に対し左右約３０度分の範囲の方向）において、射出光Ｌｏの射出パワーを通常よりも強く、かつ射出光Ｌｏの間隔を粗く（即ち走査角度分解能を低く）している。このように、ＤＳＰ１６は、より遠方の障害物を検出する観点から、車両の前方方向に射出する射出光Ｌｏの射出パワーを通常より強くする。また、この場合、ＤＳＰ１６は、アイセーフ等の観点から、車両の前方方向に射出する射出光Ｌｏを粗く射出する。これにより、ＤＳＰ１６は、制動距離以上の距離範囲で前方に位置する比較的大きめの物体を優先的に検知しつつ、アイセーフの基準を好適に満たすことができる。言い換えれば、アイセーフの基準を好適に満たしつつ、車両前方の物体については、側方や後方よりも、遠方のものを検知することが可能となる。
【0077】
また、図１１に示すように、ＤＳＰ１６は、第１制御モードでは、車両の後方方向（図１１では後進方向に対し左右約３０度分の方向）において、射出光Ｌｏの射出パワーを通常より弱く、かつ、射出光Ｌｏを粗く射出する。このように、ＤＳＰ１６は、障害物検出の必要性が比較的低い後方方向では、車両の後方に存在する遠方の物体を不要に検出するのを防ぐ。
【0078】
さらに、図１１に示すように、ＤＳＰ１６は、第１制御モードでは、車両の側面方向（右側面方向、左側面方向）において、射出光Ｌｏの射出パワーを通常より弱く、かつ、射出光Ｌｏの間隔を密に（即ち走査角度分解能を高く）する。一般に、側面方向において遠くに存在する物体については、道路から離れており、検出する必要性が低い。一方、側面方向において比較的近くに存在するキロポスト、その他の標識や看板等については、例えば自己位置推定におけるランドマーク等として検出する必要性があり、かつ、比較的細い形状を有している場合がある。また、側面方向に存在する移動体（例えば他車線の車両や歩道の歩行者など）についても、障害物検出の観点から検出する必要性が高い。また、単純に射出の頻度だけを高くしてしまうと、アイセーフの基準を満たすことができなくなる可能性がある。以上を勘案し、ＤＳＰ１６は、車両の側面方向において、射出光Ｌｏの射出パワーを通常より弱く、かつ、射出光Ｌｏを密に射出することで、アイセーフ基準を好適に満たしつつ、比較的近くに存在する車両の側面方向の物体を高精度に検出する。
【0079】
（２）第２～第４制御モードでの設定
次に、所定の条件を満たした場合における走査方向ごとの射出パワー及び射出間隔の設定例について説明する。以下では、具体例として３つのモード（第２～第４制御モード）について順に説明する。
次に、所定の条件を満たした場合における走査方向ごとの射出パワー及び射出間隔の設定例について説明する。以下では、具体例として３つのモード（第２～第４制御モード）について順に説明する。
【0080】
（２－１）歩道に隣接した道路を走行する場合
ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき、歩道に隣接した道路（複数車線がある道路の場合には、歩道に最も近い車線）を車両が走行していることを検知した場合、以下に説明する第２制御モードにより射出光Ｌｏの射出パワー及び走査角度分解能の制御を行う。この場合、例えば、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき、現在走行中の道路を認識すると共に、当該道路に隣接する歩道の有無を、地図情報ＩＭを参照して判定する。
ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき、歩道に隣接した道路（複数車線がある道路の場合には、歩道に最も近い車線）を車両が走行していることを検知した場合、以下に説明する第２制御モードにより射出光Ｌｏの射出パワー及び走査角度分解能の制御を行う。この場合、例えば、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき、現在走行中の道路を認識すると共に、当該道路に隣接する歩道の有無を、地図情報ＩＭを参照して判定する。
【0081】
図１２は、第２制御モードでの３６０度の走査における射出光Ｌｏの射出パワー及び射出間隔を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。図１２の例では、ＤＳＰ１６は、地図情報ＩＭに登録された歩道８０に隣接する車線８１を走行中であることを現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭに基づき認識し、第２制御モードを実行する。
【0082】
図１２の例では、ＤＳＰ１６は、歩道８０が存在する側面方向である左側面方向では、射出光Ｌｏの射出パワーを右側面方向よりも少し強くし、かつ、かつ射出光Ｌｏを密に（即ち走査角度分解能を高く）射出する。言い換えると、ＤＳＰ１６は、左側面方向では、射出光Ｌｏを密に射出しつつ、アイセーフの基準を満たす範囲内において射出光Ｌｏの射出パワーを強くする。
【0083】
このように、第２制御モードでは、ＤＳＰ１６は、歩道８０が存在する左側面方向での射出光Ｌｏの射出パワーを、反対側の右側面方向での射出光Ｌｏの射出パワーよりも強くし、かつ、左側面方向での射出光Ｌｏの走査角度分解能を、反対側の右側面方向での射出光Ｌｏの走査角度分解能よりも高くする。このようにすることで、ＤＳＰ１６は、安全上正確に捕捉する必要がある歩行者等が存在する歩道上の物体検出精度を好適に高めることができる。
【0084】
また、第２制御モードでは、ＤＳＰ１６は、車両の前方方向において、上述の第１制御モードと同様に、射出光Ｌｏの射出パワーを通常よりも強く、かつ射出光Ｌｏの間隔を粗く（即ち走査角度分解能を低く）するようにしてもよい。これにより、ＤＳＰ１６は、第１制御モードと同様、アイセーフの基準を満たしつつ、制動距離以上の距離範囲で前方に位置する比較的大きめの障害物を優先的に検知する。また、第２制御モードでは、ＤＳＰ１６は、障害物検出の必要性が比較的低い車両の後方方向では、第１制御モードと同様に、射出光Ｌｏの射出パワーを通常より弱く、かつ、射出光Ｌｏの間隔を粗くしてもよい。
【0085】
（２－２）交差点を右折する場合
ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭ及び経路情報ＩＲに基づき、車両が右折すべき交差点に所定距離以内に近付いたことを検知した場合、以下に説明する第３制御モードにより射出制御を行う。この場合、例えば、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰと地図情報ＩＭに基づき、現在走行中の道路を認識すると共に、経路情報ＩＲに基づき、認識した道路上での右折地点の有無を判定する。そして、ＤＳＰ１６は、右折地点が存在すると判定した場合、現在位置から右折地点までの距離が所定距離以内であるか否か判定し、当該距離が所定距離以内である場合に、第３制御モードを実行する。
ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭ及び経路情報ＩＲに基づき、車両が右折すべき交差点に所定距離以内に近付いたことを検知した場合、以下に説明する第３制御モードにより射出制御を行う。この場合、例えば、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰと地図情報ＩＭに基づき、現在走行中の道路を認識すると共に、経路情報ＩＲに基づき、認識した道路上での右折地点の有無を判定する。そして、ＤＳＰ１６は、右折地点が存在すると判定した場合、現在位置から右折地点までの距離が所定距離以内であるか否か判定し、当該距離が所定距離以内である場合に、第３制御モードを実行する。
【0086】
図１３は、第３制御モードでの３６０度の走査における射出光Ｌｏの射出パワー及び射出間隔を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。図１３の例では、ＤＳＰ１６は、次の右折地点に相当する交差点８２に所定距離以内に近付いたことを、現在位置情報ＩＰ、地図情報ＩＭ及び経路情報ＩＲに基づき認識し、第３制御モードを実行する。
【0087】
図１３の例では、ＤＳＰ１６は、対向車が存在すると推定される方向である右前方方向（図１３では直進方向から右へ約４５度以内の方向）において、射出光Ｌｏの射出パワーを通常よりも強くしている。また、アイセーフ基準を満たすことを考慮して、射出光Ｌｏを粗く（即ち走査角度分解能を低く）射出する。このように、第３制御モードでは、対向車を優先的に検出すべき右折時に、対向車が高速移動場合も勘案し、ある程度遠くに存在する対向車についても検出できるように射出パワーを通常よりも強くする。これにより、ＤＳＰ１６は、アイセーフの基準を好適に順守しつつ、対向車を好適に検出することが可能である。
【0088】
なお、図１３の例では、ＤＳＰ１６は、対向車が存在すると推定される方向である右前方方向以外の方向では、射出光Ｌｏの射出パワー及び走査角度分解能を通常の設定又は通常よりも低い設定にしている。
【0089】
（２－３）交差点を左折する場合
ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭ及び経路情報ＩＲに基づき、車両が左折すべき交差点に所定距離以内に近付いたことを検知した場合、以下に説明する第４制御モードにより射出光Ｌｏの射出パワー及び走査角度分解能の制御を行う。この場合、例えば、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰと地図情報ＩＭに基づき、現在走行中の道路を認識すると共に、経路情報ＩＲに基づき、認識した道路上での左折地点の有無を判定する。そして、ＤＳＰ１６は、左折地点が存在すると判定した場合、現在位置から左折地点までの距離が所定距離以内であるか否か判定し、当該距離が所定距離以内である場合に、第４制御モードを実行する。
ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ及び地図情報ＩＭ及び経路情報ＩＲに基づき、車両が左折すべき交差点に所定距離以内に近付いたことを検知した場合、以下に説明する第４制御モードにより射出光Ｌｏの射出パワー及び走査角度分解能の制御を行う。この場合、例えば、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰと地図情報ＩＭに基づき、現在走行中の道路を認識すると共に、経路情報ＩＲに基づき、認識した道路上での左折地点の有無を判定する。そして、ＤＳＰ１６は、左折地点が存在すると判定した場合、現在位置から左折地点までの距離が所定距離以内であるか否か判定し、当該距離が所定距離以内である場合に、第４制御モードを実行する。
【0090】
図１４は、第４制御モードでの３６０度の走査における射出光Ｌｏの射出パワー及び走査角度分解能を破線矢印により概略的に示した車両周辺の平面図である。図１４の例では、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ、地図情報ＩＭ及び経路情報ＩＲに基づき、次の左折地点に相当する交差点８３に所定距離以内に近付いたことを認識し、第４制御モードを実行する。
【0091】
図１４の例では、ＤＳＰ１６は、交差点８３を直進する横断歩道を渡る歩行者や交差点８３を直進する二輪車等が存在すると推定される方向である左側面方向（図１４では車両の左方向を中心とした約１２０度の範囲）の射出パワーを弱く、かつ、射出光Ｌｏを密に射出する。
【0092】
一般に、左折時では、特に横断中の歩行者や二輪車の巻き込みを防ぐために、車両の左側面方向に存在する比較的近くの物体を優先的に検出する必要がある。以上を勘案し、第４制御モードでは、左側面方向において、射出パワーを通常よりも弱くしつつ、横断中の歩行者や二輪車を確実に検出できるように走査角度分解能を高くする。これにより、ＤＳＰ１６は、左折時において、アイセーフの基準を好適に満たしつつ、注意すべき歩行者や二輪車などを精度良く検出することができる。
【0093】
また、図１４の例では、ＤＳＰ１６は、左側面方向以外の方向では、射出光Ｌｏの射出パワー及び走査角度分解能を通常の設定又は通常よりも低い設定にしている。
【0094】
以上説明したように、実施例に係るライダ１は、パルストリガ信号ＰＴに応じて射出光Ｌｏを照射する走査部５５と、射出光Ｌｏの戻り光Ｌｒを受光するＡＰＤ４１と、ＤＳＰ１６とを備える。ＤＳＰ１６は、車両の位置を示す現在位置情報ＩＰ等を車載機２から取得する。そして、ＤＳＰ１６は、現在位置情報ＩＰ等に基づいて、走査部５５が射出する射出光Ｌｏの強度及び射出頻度を制御する。これにより、ライダ１は、自動運転等に必要な物体検出の性能を好適に高めることができる。
【0095】
［変形例］
次に、実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
次に、実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
【0096】
（変形例１）
ＤＳＰ１６は、車載機２から経路情報ＩＲ等を受信する代わりに、ＣＡＮなどの所定の通信プロトコルにより車両からウィンカー情報を受信することで、第３又は第４制御モードの実行の要否を判定してもよい。
ＤＳＰ１６は、車載機２から経路情報ＩＲ等を受信する代わりに、ＣＡＮなどの所定の通信プロトコルにより車両からウィンカー情報を受信することで、第３又は第４制御モードの実行の要否を判定してもよい。
【0097】
この場合、ＤＳＰ１６は、右折することを示すウィンカー情報を受信したときに第３制御モードを実行すべきと判断し、左折することを示すウィンカー情報を受信したときに第４制御モードを実行すべきと判断する。この態様によっても、ライダ１は、車両が右折地点又は左折地点に近付いたことを好適に検知し、状況に適した射出制御を実行することができる。この場合、ウィンカー情報は、本発明における「経路情報」の一例である。
【0098】
（変形例２）
ＤＳＰ１６は、射出制御として、射出光Ｌｏの射出パワー又は射出間隔のいずれか一方のみを制御してもよい。
ＤＳＰ１６は、射出制御として、射出光Ｌｏの射出パワー又は射出間隔のいずれか一方のみを制御してもよい。
【0099】
例えば、ＤＳＰ１６は、射出光Ｌｏの射出パワーのみを調整する場合、第１制御モードでは、前方方向の射出パワーを他の方向の射出パワーよりも強くし、第３制御モードでは、右前方方向の射出パワーを他の方向の射出パワーよりも強くする。また、ＤＳＰ１６は、射出光Ｌｏの射出間隔のみを調整する場合、第１制御モードでは、側面方向を他の方向よりも密に射出光Ｌｏを射出し、第２及び第４制御モードでは、左側面方向を他の方向よりも密に射出光Ｌｏを射出する。このように、本変形例によっても、ＤＳＰ１６は、優先して検出すべき対象の検出精度を好適に高めることができる。
【符号の説明】
【0100】
１ ライダ
２ 車載機
１０ ＡＳＩＣ
１６ ＤＳＰ
１７ トランスミッタ用高電圧生成部（ＴＸＨＶ）
１８ レシーバ用高電圧生成部（ＲＸＨＶ）
３０ トランスミッタ
３５ ＬＤ
４０ レシーバ
５０ 走査光学部
２ 車載機
１０ ＡＳＩＣ
１６ ＤＳＰ
１７ トランスミッタ用高電圧生成部（ＴＸＨＶ）
１８ レシーバ用高電圧生成部（ＲＸＨＶ）
３０ トランスミッタ
３５ ＬＤ
４０ レシーバ
５０ 走査光学部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
